CN102045620A - 在移动终端中识别耳机的电路设备 - Google Patents

Abstract

提供了一种在移动终端中识别耳机的电路设备。该设备包括：多个无源装置或有源装置、识别耳机的极的连线和比较器。多个无源装置或有源装置连接在话筒偏置电源和从耳机的话筒接收信号的连线之间。识别耳机的极的连线从所述多个无源装置或有源装置之间的连线分支。比较器将识别极的连线的电压与参考电压进行比较以输出结果信号。

Description

在移动终端中识别耳机的电路设备

技术领域

本发明涉及一种在移动终端中识别耳机的电路设备。更具体地，本发明涉及一种用于识别是否输入了耳机的极(pole)和SEND/END键的电路设备。这里，SEND/END键表示用于开始和结束四极耳机的语音通信的键。

背景技术

传统移动终端支持三极耳机以输出立体声源，并支持多功能四极耳机以支持语音通信并控制移动终端的功能。最近，随着三极耳机和四极耳机的混合使用，移动终端使用支持三极耳机和四极耳机两者的通用3.5pi耳机插孔来识别三极耳机和四极耳机。

图1示出传统移动终端中用于识别耳机的电路图。

参照图1，移动终端包括基带模块100和用于识别耳机130的多个电路装置。

当不论耳机130的极如何而没有连接耳机时，移动终端的3.5_DETECT端140维持低状态以将低于参考电压114的电压供应给第一比较器112，并且当连接耳机130时，移动终端的3.5_DETECT端140维持高状态以将高于参考电压114的电压供应给第一比较器112，从而通知基带模块100已经经由第一比较器112和第一逆变器110连接了耳机130。

EAR_KEY端142从话筒线分支，也就是说，用于从耳机130接收语音信号的EARMIC_P端148根据连接的耳机130是三极还是四极来将不同信号发送到基带模块100。当连接四极耳机130时，EAR_KEY端142根据是否输入了SEND/END键来将不同信号发送到基带模块100。

也就是说，当耳机130连接到移动终端时，由MIC_BIAS 144和上拉电阻器R1 146将偏置电压供应给EARMIC_P端148，从而偏置电压被供应给EAR_KEY端142。此时，当连接的耳机130是三极时，EARMIC_P端148接触耳机的GND，从而EAR_KEY端142变为低状态以将低于参考电压124的电压供应给第二比较器122。相反，当连接到移动终端的耳机130是四极时，EARMIC_P端148连接到耳机130的话筒电阻器，EAR_KEY端142变为高于参考电压的高状态以将高于参考电压124的电压供应给第二比较器122，从而确定当前连接的耳机是三极还是四极。

此外，在四极耳机130连接到移动终端以将高于参考电压124的电压提供给第二比较器122的同时，当输入四极耳机130的SEND/END键时，EAR_KEY端142与GND连接以变为低状态将低于参考电压124的电压供应给第二比较器122，从而使基带模块100识别输入了SEND/END键并执行对应的操作。

如上所述，在传统移动终端中，用于区分连接的耳机是三极还是四极并识别SEND/END键的输入的EAR_KEY端142从话筒线(即，用于从耳机接收语音信号的EARMIC_P端148)分支，从而两端会互相影响。

同时，通常，由于EAR_KEY端142的连线，由射频(RF)耦合引起的TDMA噪声以及功率噪声被丢弃到EAR_KEY端142。在图1的结构中丢弃到EAR_KEY端142的TDMA噪声对EARMIC_P端148有影响，因此使得对从耳机130的话筒132输入的用户语音造成影响。

因此，需要提出这样一种结构，在用于识别耳机的移动终端的电路设备中，EARMIC_P端148不受EAR_KEY端142的影响。

发明内容

本发明的一方面在于至少解决上述问题和/或缺点，并且至少提供以下优点。因此，本发明的一方面在于提供一种在移动终端中识别耳机的电路设备。

本发明的另一方面在于提供一种在移动终端中识别耳机的极和SEND/END键是否被输入的电路设备。

本发明的另一方面在于提供一种在移动终端中识别耳机极以减小TDMA噪声的电路设备。

本发明的另一方面在于提供一种在移动终端中防止接收耳机的话筒信号的连线受到识别耳机极的连线影响的电路设备。

本发明的另一方面在于提供一种将识别耳机极的连线与接收耳机的话筒信号的连线分离的电路设备。

本发明的另一方面在于提供一种在移动终端中使用两个电阻器和一个电容器将识别耳机极的连线与话筒连线分离的电路设备。

本发明的另一方面在于提供一种将两个电阻器连接在偏置电源与耳机的话筒连线之间，并允许识别耳机极的连线从两个电阻器之间的端分支的电路设备。

本发明的另一方面在于提供一种在移动终端中将与地连接的电容器连接到识别耳机极的连线以去除TDMA噪声的电路设备。

根据本发明的一方面，提供了一种在移动终端中识别耳机的电路设备。该设备包括：多个无源装置或有源装置，连接在话筒偏置电源和从耳机的话筒接收信号的连线之间；识别耳机的极的连线，从所述多个无源装置或有源装置之间的连线分支；比较器，将识别极的连线的电压与参考电压进行比较以输出结果信号。

通过下面结合公开本发明的示例性实施例的附图进行的详细描述，本发明的其他方面、优点和突出特点对于本领域的技术人员将变得清楚。

附图说明

通过下面结合附图进行的描述，本发明特定示例性实施例的上述和其他方面、特点和优点将会变得更加清楚，其中：

图1是示出在传统移动终端中用于识别耳机的电路的框图；

图2是示出根据本发明示例性实施例的用于识别耳机的电路的框图；

图3A和3B是示出在根据本发明示例性实施例的移动终端中的耳机的话筒连线以及识别耳机极的连线的示图；

图4至图6是示出传统移动终端和根据本发明示例性实施例的移动终端中的TDMA噪声的测量结果的曲线图。

在整个附图中，将理解相同的标号表示相同的部分、部件和结构。

具体实施方式

提供以下参照附图进行的描述，以帮助全面理解权利要求及其等同物限定的本发明示例性实施例。包括各种特定细节以帮助理解，但这些细节仅被认为是示例性的。因此，本领域的普通技术人员将认识到，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可对这里描述的实施例进行各种改变和修改。此外，为了清楚和简明将省略已知功能和构造的描述。

下面的描述和权利要求中使用的术语和字词不限于书面含义，而只是由发明人用来实现对该发明清楚和一致的理解。因此，本领域的技术人员应该清楚的是，以下提供的对本发明的示例性实施例的描述仅是示例性目的，而不是对权利要求及其等同物限定的发明的限制的目的。

应该理解，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也包括复数形式。因此，例如，“部件表面”包括一个或多个这种表面。

本发明的示例性实施例提供一种分离识别耳机极和SEND/END键是否被输入的连线和接收耳机的话筒信号的连线的电路设备。

图2是示出根据本发明示例性实施例的用于识别耳机的电路的框图。

参照图2，用于识别耳机的移动终端包括基带模块200以及用于识别耳机230的多个电路装置。这里，基带模块200包括通用输入输出引脚(GPIO)202和音频块204。在下面描述多个电路装置。

移动终端的3.5_DETECT端240执行用于将表示耳机230是否连接到移动终端的信号提供给基带模块200的GPIO 202的功能。也就是，当没有连接耳机230时，3.5_DETECT端240维持低状态以将低于参考电压214的电压供应给第一比较器212。相反，当连接了耳机230时，3.5_DETECT端240维持高状态以将高于参考电压214的电压供应给第一比较器212。这里，第一比较器212的参考电压214由开发者设置。

当没有连接耳机230时，第一比较器212从3.5_DETECT端240接收低于参考电压214的电压以输出高信号。当连接了耳机230时，第一比较器212从3.5_DETECT端240接收高于参考电压214的电压以输出高信号。

第一逆变器210将从第一比较器212输入的高信号转换为低信号，并将转换的低信号输出给基带模块200的GPIO 202。也就是，当没有连接耳机230时，第一逆变器210从第一比较器212接收高信号，并将高信号转换为低信号。当连接了耳机230时，第一逆变器210从第一比较器212接收低信号并将低信号转换为高信号。

基带模块200的GPIO 202使用从第一逆变器210输入的信号确定耳机230是否被连接。也就是，当从第一逆变器210输入低信号时，GPIO 202确定耳机230没有被连接。当从第一逆变器210输入高信号时，GPIO 202确定耳机230被连接。

此外，GPIO 202使用从第二逆变器220输入的信号来确定连接到移动终端的耳机230是三极耳机还是四极耳机。当耳机230是四极耳机时，GPIO 202检测SEND/END键是否被输入以处理用于执行相关功能的功能。也就是，在从第一逆变器210输入高信号的同时，当从第二逆变器220输入低信号时，GPIO 202确定已经连接了三极耳机。当从第一逆变器210输入高信号的同时，当从第二逆变器220输入高信号时，GPIO 202确定已经连接了四极耳机。这里，当通过第一逆变器210和第二逆变器220确定已经连接四极耳机时，在来自第二逆变器220的信号改变为“低”，并且随后改变为“高”时，GPIO 202确定四极耳机的SEND/END键已经被输入以执行用于操作音频块204的功能。

此外，包括在基带模块200中的音频块204经由EARMIC_P端248接收连接到移动终端的耳机230的话筒信号，并且处理该话筒信号。

当连接了四极耳机并且输入了SEND/END键时，EARMIC_P端248从四极耳机接收用户的语音信号以将该语音信号提供给音频块204。EARMIC_P端248经由R1 250和R2 252从MIC_BIAS 244接收偏置电压。

第二逆变器220将从第二比较器222输入的高信号转换为低信号，并将低信号转换为高信号以将转换后的信号提供给基带模块200的GPIO 202。

当连接三极耳机时，第二比较器222从EAR_KEY端242接收低于参考电压224的电压以输出高信号。当连接四极耳机时，第二比较器222接收高于参考电压224的电压以输出低信号。这里，由开发者设置参考电压。此外，当输入四极耳机的SEND/END键时，第二比较器222从EAR_KEY端242接收低于参考电压224的电压以输出高信号。

EAR_KEY端242从连接MIC_BIAS 244与EARMIC_P端248的两个电阻器R1 250和R2 252之间的连线分支，并且连接旁路电容器C1 254，旁路电容器C1 254连接到地GND和第二比较器222。这里，连接到EAR_KEY端242的电容器C1 254去除TDMA噪声，因此稳定了话筒偏置电源。这里，电容C1 254可以是TANTAL或者MLCC。

EAR_KEY端242根据连接的耳机230是三极还是四极来将不同的电压值供应给第二比较器222。当连接四极耳机时，EAR_KEY端242根据是否输入了SEND/END键来将不同的电压值发送给第二比较器222。此时，由于EAR_KEY端242的电压值从电阻器R1 250和R2 252之间的连线分支，因此EAR_KEY端242的电压受到电阻器R1 250和R2 252以及四极耳机的话筒电阻器MIC_R(未显示)的影响。

当连接三极耳机时，EAR_KEY端242将低于参考电压224的电压供应给第二比较器222。当连接四极耳机时，EAR_KEY端242将高于参考电压的电压供应给第二比较器222。在四极耳机连接的同时输入SEND/END键时，EAR_KEY端242将低于参考电压224的电压供应给第二比较器222。

也就是，电阻器R1 250和R2 252应被如此设置：当连接三极耳机时，EAR_KEY端242将低于参考电压224的电压供应给第二比较器222，而当连接四极耳机时，EAR_KEY端242将高于参考电压224的电压供应给第二比较器222。

随后，下面描述用于确定电阻器R1 250和R2 252的电阻值的方法。

首先，当连接四极耳机时，施加到EAR_KEY端242的电压应该高于第二比较器222的参考电压224，从而电阻器R1 250和R2 252应该满足公式(1)。

$\frac{R2+\mathrm{MIC}\_R}{R1+R2+\mathrm{MIC}\_R}\×\mathrm{MICBIAS}\_\mathrm{VDD}>\mathrm{VDD}\_\mathrm{REF}...\left(1\right)$

其中，MIC_R是话筒电阻器，MICBIAS_VDD是话筒偏置电压，VDD_REF是第二比较器222的参考电压224。此时，通常电阻器R1应该具有大于电阻器R2的值。

此外，由于在连接四极耳机的同时按下SEND/END键时，EAR_KEY端242的电压应该低于第二比较器222的参考电压224，而在没有按下SEND/END键时，EAR_KEY端242的电压应该高于第二比较器222的参考电压224，因此，公式(2)应被满足。

$\frac{R2}{R1+R2}\&times;\mathrm{MICBIAS}\_\mathrm{VDD}<\mathrm{VDD}\_\mathrm{REF}...\left(2\right)$

其中，MICBIAS_VDD是话筒偏置电压，VDD_REF是第二比较器222的参考电压224。

接下来，当连接三极耳机时，施加到EAR_KEY端242的电压应该低于第二比较器222的参考电压，此时，话筒没有存在于三极耳机，因此话筒电阻值变为0欧姆，从而电阻器R1 250和R2 252应满足公式(2)。

这里，描述这样一种情况，极被识别，从而当连接耳机时输入到第二比较器222的电压被逆变。也就是，描述这样一种情况，进行识别从而当连接四极耳机时，输入到第二比较器222的电压被降低为低于参考电压224，而当连接三极耳机时，输入到第二比较器222的电压被上升为高于参考电压224。在这种情况下，如公式(3)和(4)中，公式(1)和公式(2)被反转设计。

$\frac{R2+\mathrm{MIC}\_R}{R1+R2+\mathrm{MIC}\_R}\&times;\mathrm{MICBIAS}\_\mathrm{VDD}<\mathrm{VDD}\_\mathrm{REF}...\left(3\right)$

$\frac{R2}{R1+R2}\&times;\mathrm{MICBIAS}\_\mathrm{VDD}>\mathrm{VDD}\_\mathrm{REF}...\left(4\right)$

其中，MIC_R是话筒电阻器，MICBIAS_VDD是话筒偏置电压，VDD_REF是第二比较器222的参考电压224。

公式(3)和(4)的展开显示出MIC_R×R1＜0应被满足。然而，实际上，由于两个电阻值的乘积不能是负数，因此揭示出不能进行设计上述反转情况。

上述电路结构的示例被描述。这里，分别使用下述示例来进行描述，其中：两个电阻器R1 250和R2 252分别具有1.8KΩ和390Ω的电阻值，话筒电阻器MIC_R具有1.2KΩ的电阻值，参考电压VDD_REF具有0.5V的电压，话筒偏置电压MICBIAS_VDD具有2V的电压。

这种条件下的实验显示出：当没有连接耳机时，1.9V的电压被施加到EAR_KEY端242。该实验显示出：当连接四极耳机时，1.5KΩ被维持在EAR_KEY端242并且0.93V的电压被施加到EAR_KEY端242。该实验显示出：当连接三极耳机时，0.9KΩ被维持在EAR_KEY端242并且0.35V的电压被施加到EAR_KEY端242。

也就是，这揭示出：当四极耳机连接到EAR_KEY端242时，高于第二比较器222的参考电压0.5V的电压0.93V被施加，而当连接三极耳机时，低于第二比较器222的参考电压0.5V的电压0.35V被施加，从而耳机的极被正常区分。

当考虑误差进行设计时，上述本发明的示例性实施例中的电阻值可改变，在所述误差内，参考电压根据温度特征和相邻环境而改变。此外，尽管已经使用这样的情况(四极耳机的极包括左、右、MIC(ADC，SEND-END)和GND的序列)来描述本发明的示例性实施例，但是在四个极被不同配置(例如四个极包括左、右、GND和MIC(ADC，SEND-END)的序列)的情况下硬件设计可改变。

图3A和3B是示出在根据本发明示例性实施例的移动终端中耳机的话筒连线以及识别耳机极的连线的示图。

参照图3A和3B，在传统移动终端中，由于识别耳机极的连线从耳机的话筒连线分支，因此，话筒连线不必要地被延长，从而不容易管理由RF耦合引起的TDMA噪声和功率噪声。相反，在根据本发明示例性实施例的移动终端中，识别耳机极的连线与耳机的话筒连线分离，从而耳机的话筒连线被缩短并且来自TDMA噪声的影响减小。

图4至图6示出传统移动终端和根据本发明示例性实施例的移动终端中的TDMA噪声的测量结果的曲线图。这里，水平轴表示频率，垂直轴表示噪声大小。

图4示出传统移动终端的TDMA噪声，图5示出在识别耳机极的连线与耳机的话筒连线分离的情况下的TDMA噪声，图6示出在识别耳机极的连线与耳机的话筒连线分离，随后电容器连接到识别耳机极的连线的情况下的TDMA噪声。

参照图4至图6，这揭示出：与传统电路相比，当如本发明的示例性实施例配置电路时，耳机的话筒连线较少受到TDMA噪声的影响。

尽管为了方便在本发明的示例性实施例中已经使用两个电阻器的示例描述了允许识别耳机极的连线分支的电路设备的配置，但是也可使用多于两个的电阻器，并且可添加不会受到话筒偏置电源的DC(直流)分量影响的多个有源装置(例如电感器、焊珠等)以用于话筒功率的降噪的目的。此外，本发明的示例性实施例可通过组合无源装置(例如，电阻器)和有源装置来配置用于允许识别耳机极的连线分支的电路设备。如上所述，该电路设备配置可在本发明的范围和操作原理内改变。

如上所述，本发明的示例性实施例具有如下效果：防止耳机的话筒连线受到识别耳机极的连线的影响，通过在偏置电源和耳机的话筒连线之间连接两个电阻器来去除TDMA噪声，允许识别耳机极的连线从两个电阻器之间的端分支，将接地的电容器连接到在移动终端中识别耳机极的连线。

尽管已经参照其特定示例性实施例显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以进行形式和细节上的各种改变。因此，本发明的范围不应限于上述实施例，而是应该不仅由权利要求而且也由其等同物确定。

Claims (8)

1.一种在移动终端中识别耳机的电路设备，该设备包括：

多个无源装置或有源装置，连接在话筒偏置电源和从耳机的话筒接收信号的连线之间；

识别耳机的极的连线，从所述多个无源装置或有源装置之间的连线分支；

比较器，将识别极的连线的电压与参考电压进行比较以输出结果信号。

2.如权利要求1所述的设备，其中，所述多个无源装置或有源装置包括两个电阻器。

3.如权利要求1所述的设备，其中，所述多个无源装置或有源装置包括不会受到话筒偏置电源的直流分量影响的有源装置。

4.如权利要求1所述的设备，还包括：将识别耳机的极的连线与地连接的电容器。

5.如权利要求2所述的设备，其中，当四极耳机被连接到移动终端时，所述两个电阻器满足公式(5)：

$\frac{R2+\mathrm{MIC}\_R}{R1+R2+\mathrm{MIC}\_R}\&times;\mathrm{MICBIAS}\_\mathrm{VDD}>\mathrm{VDD}\_\mathrm{REF}...\left(5\right)$

其中，R1和R2是两个电阻器，MIC_R是话筒电阻器，MICBIAS_VDD是话筒偏置电压，VDD_REF是参考电压。

6.如权利要求2所述的设备，其中，当三极耳机被连接到移动终端时，所述两个电阻器满足公式(6)：

$\frac{R2}{R1+R2}\&times;\mathrm{MICBIAS}\_\mathrm{VDD}>\mathrm{VDD}\_\mathrm{REF}...\left(6\right)$

其中，R1和R2是两个电阻器，MICBIAS_VDD是话筒偏置电压，VDD_REF是参考电压。

7.如权利要求1所述的设备，其中，当三极耳机被连接到移动终端时，低于参考电压的电压被施加到识别极的连线，当四极耳机被连接到移动终端时，高于参考电压的电压被施加到识别极的连线，在四极耳机被连接的同时按下用于输入话筒信号的键时，低于参考电压的电压被施加到识别极的连线。

8.如权利要求1所述的设备，还包括：

逆变器，转换来自比较器的输出信号；

基带模块，识别逆变器的信号以检测连接到移动终端的耳机的极，并且当检测到四极连接时，检测用于输入话筒信号的键是否被按下。

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